一种非对称执行器电液控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种非对称执行器电液控制系统和方法，包括：供能与储能单元、液压控制单元、控制单元和非对称执行器。供能与储能单元包括依次电气连接的动力电池单元、高压配电器、电机控制器和电动发电机；液压控制单元包括主泵马达、容积补偿泵马达、电液换向阀、保持阀、油箱和蓄能器，主泵马达的A1口与保持阀的进油口连接，保持阀的出油口与非对称执行器的无杆腔M口连通，主泵马达的B1口与非对称执行器的有杆腔N口连通。本申请有效解决了非对称执行器两腔流量差异导致的系统震荡问题。能量回收单元可回收势能，显著延长设备续航时间。电液换向阀的自动切换功能有效减少系统响应时间，以满足工程机械高频动作需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压控制系统，尤其是涉及一种非对称执行器电液控制系统和方法。

技术介绍

1、非对称执行器作为液压系统中的关键执行元件，其有杆腔与无杆腔的有效截面积差异导致流量需求不对称，给液压系统设计和控制带来特殊挑战。传统解决方案主要存在以下技术缺陷：在流量分配方面，由于两腔流量不平衡，需要额外设置补偿回路，增加了系统复杂性；在换向控制过程中，流量突变易引发压力冲击和振动问题；在能量利用效率方面，开式系统中的溢流损失造成大量能量浪费。目前主流的泵控方案虽然结构简单、能效较高，但对泵的控制精度要求苛刻；而阀控方案虽然响应快速、控制灵活，却存在能量损失大、系统复杂度高的缺点。现有技术难以同时兼顾控制精度与能量效率，特别是在需要频繁启停和制动的工况下，能量回收问题尤为突出。此外，传统系统在应对非对称执行器特殊工况时，往往需要复杂的多阀组配合，导致系统响应迟滞、可靠性降低。针对工程机械等应用场景中的竖向作业和水平作业工况，现有解决方案难以实现平稳控制与能量回收的协同优化。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非对称执行器电液控制系统，其特征在于，包括：供能与储能单元、液压控制单元、控制单元和非对称执行器；所述供能与储能单元、所述液压控制单元和所述非对称执行器均受所述控制单元控制；所述供能与储能单元包括依次电气连接的动力电池单元、高压配电器、电机控制器和电动发电机；所述液压控制单元包括主泵马达、容积补偿泵马达、电液换向阀、保持阀、油箱和蓄能器，所述主泵马达和所述容积补偿泵马达分别与所述电动发电机传动连接，所述主泵马达的A1口与所述保持阀的进油口连接，保持阀的出油口与所述非对称执行器的无杆腔M口连通，所述保持阀的控制口与所述控制单元信号连接，所述主泵马达的B1口与所述非对称执行器的有杆腔...

【技术特征摘要】

1.一种非对称执行器电液控制系统，其特征在于，包括：供能与储能单元、液压控制单元、控制单元和非对称执行器；所述供能与储能单元、所述液压控制单元和所述非对称执行器均受所述控制单元控制；所述供能与储能单元包括依次电气连接的动力电池单元、高压配电器、电机控制器和电动发电机；所述液压控制单元包括主泵马达、容积补偿泵马达、电液换向阀、保持阀、油箱和蓄能器，所述主泵马达和所述容积补偿泵马达分别与所述电动发电机传动连接，所述主泵马达的a1口与所述保持阀的进油口连接，保持阀的出油口与所述非对称执行器的无杆腔m口连通，所述保持阀的控制口与所述控制单元信号连接，所述主泵马达的b1口与所述非对称执行器的有杆腔n口连通；所述容积补偿泵马达的a2口与所述油箱连通，所述容积补偿泵马达的b2口分别与所述蓄能器和所述电液换向阀的进油口连接，所述电液换向阀的第一工作油口通过管路与所述主泵马达的a1口和所述保持阀的进油口之间的油路连通，所述电液换向阀的第二工作油口通过管路与所述主泵马达的b1口和所述非对称执行器的有杆腔n口之间的油路连通。

2.根据权利要求1所述的非对称执行器电液控制系统，其特征在于，所述动力电池单元内储存的电能通过所述高压配电器配电至所述电机控制器，直流电经逆变交流后驱动所述电动发电机输出动力，同时，所述电动发电机发的电能经过电机控制器交流逆变直流后经高压配电回收到动力电池单元进行存储。

3.根据权利要求2所述的非对称执行器电液控制系统，其特征在于，所述电动发电机包括电机输出工作状态和电机发电工作状态；在所述电动发电机处于电机输出工作状态时，所述电动发电机驱动所述主泵马达和所述容积补偿泵马达处于泵模式；在所述主泵马达和所述容积补偿泵马达处于马达模式时，所述主泵马达和所述容积补偿泵马达驱动所述电动发电机工作在电机发电工作状态。

4.根据权利要求1所述的非对称执行器电液控制系统，其特征在于，所述电液换向阀为三位三通电磁换向阀，包括上工位、初始位和下工位，所述电液换向阀两侧的控制口均与控制单元信号连接；当所述电液换向阀处于上工位时，所述电液换向阀的进油口与所述电液换向阀的第一工作油口连通，此时所述电液换向阀的进油口与所述主泵马达的a1口和所述保持阀的进油口之间的油路处于连通状态；当所述电液换向阀处于初始位时，所述电液换向阀的进油口与所述电液换向阀的第一工作油口和所述电液换向阀的第二工作油口均处于截止状态；当所述电液换向阀处于下工位时，所述电液换向阀的进油口与所述电液换向阀的第二工作油口连通，此时所述电液换向阀的进油口与所述主泵马达的b1口和所述非对称执行器的有杆腔n口之间的油路处于连通状态。

5.根据权利要求1所述的非对称执行器电液控制系统，其特征在于，所述主泵马达的a1口和所述保持阀的进油口之间的油路上设有第一压力传感器，所述主泵马达的b1口和所述非对称执行器的有杆腔n口之间的油路上设有第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器均与所述控制单元信号连接。

6.根据权利要求1所述的非对称执行器电液控制系统，其特征在于，所述非对称执行器的伸缩杆连接负载，所述非对称执行器的伸缩杆的伸缩动作带动所述负载做伸出和缩回的动作，负载端设有位移传感器，所述位移传感器与所述控制单元信号连接。

7.根据权利要求6所述的非对称执行器电液控制系统，其特征在于，所述控制单元包括操纵手柄，所述操纵手柄正上方设有按钮，所述操纵手柄向后角度变化与所述负载上升速度呈线性比例对称，同时驱动电机工作；所述操纵手柄向前角度变化与负载下降速度呈线性比例对称，同时驱动电机工作；所述操纵手柄正上方按钮按下的行程与操控泵摆角从0往最大负摆角线性比例对称，无动力驱动负载下落；所述操纵手柄无操作自然状态自复位至中位且按钮复位无动作时，所述电液换向阀处于初始位，此时油路处于截至状态；所述操纵手柄向前、向后和按钮三个操作相互独立无复合动作，优先等级按第一次操作执行，即第一次操作不复位不执行下一步操作指令。

8.一种非对称执行器电液控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，苏宁宁，胡士强，阮计连，王振清，申涛，崔晓晴，魏笑笑，高枫，李陶，
申请(专利权)人：徐州徐工矿业机械有限公司，
类型：发明
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